Le nom des éléments chimiques, tel qu’il apparaît dans le tableau périodique, provient de sources diverses. Chaque dénomination peut dériver d’un toponyme, du nom d’une des propriétés de l’élément, d’un minéral, d’un objet céleste, d’une personnalité scientifique, ou encore d’une référence mythologique. Elle a parfois changé au cours du temps, la succession d'annonces de découvertes et l'absence d’une instance de recommandation reconnue conduisant à quelques controverses. L'Union internationale de chimie pure et appliquée, fondée en 1919, acquiert en 1947 l'autorité pour nommer un élément récemment découvert. Depuis la guerre des transfermiens, qui, des années 1960 à 1997, a opposé des équipes de chercheurs au sujet de l'attribution des noms des éléments chimiques suivant le fermium, les éléments hypothétiques ou récemment découverts reçoivent un nom et un symbole dérivés de leur numéro atomique. L'acquisition d'un nom définitif doit également suivre une procédure spécifique et le nom être issu de celui d'un concept mythologique ou d'un personnage, d'un minéral ou d'une substance semblable, d'un lieu ou d'une région géographique, d'une propriété de l'élément, ou d'un scientifique.
Avant 1789, le latin est d'usage répandu pour les noms des éléments. Cet usage persiste dans les symboles de certains éléments comme celui du mercure, Hg du grec ancien « ὑδράργυρος, hydrárguros » ou celui de l'or, Au, du latin « aurum ». À la fin du XVIIIe siècle, Antoine Lavoisier popularise l'emploi des noms des éléments comme base pour la nomenclature des composés chimiques. Après avoir présenté une réforme de la nomenclature chimique à l'Académie des sciences française en 1787 aux côtés de Claude-Louis Berthollet, Antoine-François Fourcroy et Louis-Bernard Guyton de Morveau[א 5], il fixe en 1789, dans son Traité élémentaire de chimie, le nom de 33 substances simples qu'il considère comme indivisibles (il s'avérera que certaines de ces substances ne sont pas des éléments au sens moderne, comme la lumière, le calorique et des oxydes). Dans A New System of Chemical Philosophy (publié entre 1808 et 1827), John Dalton propose un système de symboles chimiques différant des symboles alchimiques. Dans son système, chaque symbole d'un élément est un caractère particulier[א 6]. En 1813, Jöns Jacob Berzelius propose d'utiliser des lettres issues des noms latins des éléments pour leur symbole : l'emploi de lettres plutôt que de symboles particuliers facilite l'écriture et l'impression[6],[7],[8]. La dénomination systématique, permettant de nommer des éléments non découverts ou non confirmés, est mise en place en 1978 durant la guerre des transfermiens[9],[10].
Les noms des éléments varient selon les époques et les usages : des noms ont été proposés lors d'annonces de découverte de certains éléments par la suite invalidées (par exemple « illinium » en 1926 pour le prométhium ou « virginium » en 1931 pour le francium)[11],[6] ; un nom peut aussi avoir été utilisé pour deux éléments ou identifiés comme tels (« actinium » a ainsi été utilisé pour un élément hypothétique avant de désigner l'élément 89 et « plutonium » a initialement renvoyé au baryum avant de faire référence à l'élément 94)[א 7] ; plusieurs noms pour un même élément, d'origines différentes, peuvent également être en usage au même moment (c'est le cas pour l'élément 41 appelé « niobium » et « columbium » ou de l'élément 104 connu sous les noms « rutherfordium » et « kurchatovium » durant la guerre des transfermiens)[א 8],[6].
Il a été initialement considéré que le découvreur d'un élément possédait de fait le droit de le nommer. Cependant, en 1947 à Londres, dans le cadre d'une conférence de l'Union internationale de chimie (International Union of Chemistry en anglais), la décision est prise de donner à la Commission pour la nomenclature en chimie inorganique de l'Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) le droit de recommander un nom pour un élément chimique nouvellement découvert au Conseil de l'UICPA qui prend la décision finale. L'UICPA a ainsi autorité pour choisir le nom d'un élément, les découvreurs disposant uniquement du droit de suggérer un nom à l'institution (droit reconnu en 1990 et confirmé en 2005). Ainsi, en 1949 à Amsterdam, lors de sa quinzième conférence, la commission fixe le nom des éléments de numéros atomiques 4, 41, 43, 63, 71, 72, 74[a], 85, 87, 91, 93, 94, 95 et 96, dont certains avaient alors deux noms en usage (de fait, elle ne retient pas « glucinium » et « columbium » respectivement pour les éléments de numéros atomiques 4 et 41, au profit de « béryllium » et « niobium »). À partir de 2002, le rôle de la Commission pour la nomenclature en chimie inorganique est déplacé vers la Division de chimie inorganique de l'UICPA[13],[14],[12].
L'acquisition du nom définitif pour un élément récemment découvert suit désormais une procédure particulière : après validation de la découverte par un groupe de travail de l'UICPA et de l'Union internationale de physique pure et appliquée (UIPPA), le président de la Division de chimie inorganique convie les découvreurs à partager un nom (et un symbole associé) ; la proposition[b] est ensuite étudiée par la Division de chimie inorganique en prenant en compte l'avis de l'UIPPA et de personnalités d'organisations intéressées et en liaison avec les découvreurs dans le cas où une nouvelle proposition serait nécessaire ; à la fin de l'étude, le président de la Division de chimie inorganique livre une recommandation concernant le nom de l'élément considéré au Conseil de l'UICPA pour approbation[13],[14]. Les recommandations de 2016 de l'UICPA précisent que le nom définitif doit refléter sa position dans le tableau périodique (le nom définitif d'un nouvel élément du groupe 18 doit ainsi posséder le suffixe « -on »), règle qui n'est pas nécessaire pour les noms temporaires[14].
Étymologie des noms reconnus
La majorité des noms des élémentssont issus de ceux de scientifiques, de lieux, d'objets astronomiques, de minéraux, de propriétés ou de mythologies[14]. Cette observation est également valide pour les noms des éléments récemment découverts, l'Union internationale de chimie pure et appliquée imposant qu'ils soient issus d'un de ces domaines, c'est-à-dire d'après « un concept mythologique ou un personnage (y compris un objet astronomique), un minéral ou une substance semblable, un lieu ou une région géographique, une propriété de l'élément ou un scientifique »[15]. Son nom et son symbole doivent également être différents de noms donnés pour un autre élément (pour exemples, le nom hahnium ayant été utilisé pour désigner le dubnium lors de la guerre des transfermiens, il ne peut être réutilisé, de manière identique au symbole Cp, utilisé pour le cassiopeium)[13],[14]. Quelques noms d'éléments n'appartiennent pas à un des domaines précités[16] ou ont une origine incertaine, comme l'arsenic[17].
Beaucoup d'éléments sont nommés à partir des minéraux dans lesquels ils sont trouvés tels le calcium, le sodium et le potassium respectivement nommés d'après le latin calx (chaux)[26], la soude[27] et la potasse[28]. Le silicium est nommé d'après le latin silex (silex)[א 48],[29].
D'après des propriétés
Les noms de certains éléments trouvent leur origine dans l'une de leurs propriétés. L'utilisation de la couleur d'un élément, d'une raie caractéristique de son spectre ou de certains de ses composés pour le nommer est ainsi répandue[6],[17] : le mot chlore vient du grec ancienχλωρός, khlôros signifiant « vert pâle » (la couleur du gaz[17])[א 37],[30], le mot praséodyme vient du grec ancien πράσιος, prásiosdidymos signifiant « jumeau vert »[א 49],[31], le mot rubidium vient du latin rubidius signifiant « rouge le plus profond » (de par son spectre[17])[א 33],[32], l'indium a été nommé d'après l'indigo qui se retrouve dans son spectre[א 50],[33], le chrome dérive du grec ancien χρῶμα, khrỗma pour couleur (les sels de chrome ayant des couleurs variées)[א 37],[17] et le rhodium est issu du grec ancien ῥόδον, rhodon pour rose de par la couleur de sels de l'élément en solution[א 20],[17].
D'autres propriétés sont également utilisées[6] : dysprosium vient du grec ancien δυσπρόσιτος, dysprositos signifiant « difficile à atteindre »[א 28],[34], osmium vient du grec ancien ὀσμή, osmê pour « odeur »[35] et actinium, radon et radium dérivent du grec ancien ἀκτῖνος, aktínos, et du latin radius pour « rayonnement, rayon »[6],[17]. L'astate est nommé sur le grec ancien άστατος, astatos pour instable, ne possédant aucun isotope à longue période radioactive[א 51],[36]. Enfin, les noms des gaz noblesnéon, argon, krypton et xénon sont issus du grec ancien pour, de manière respective, nouveau, inactif, caché et étrange[א 52],[17].
D'après des concepts mythologiques
Les noms de certains éléments ont une origine mythologique. Il peut s'agir de la mythologie germanique, comme dans le cas du cobalt (de l’allemand Kobold[א 37]) et du nickel ainsi nommés par des mineurs superstitieux, ou des mythologies grecque (tel le prométhium) et nordique (thorium par exemple). La pratique de nommer un élément d'après un concept mythologique a été particulièrement répandue sur la période 1735-1830 avec huit noms d'éléments issus de mythologies[17].
Tableau et dénombrement
Le tableau ci-dessous donne le nom actuel et l'étymologie des 118 éléments connus (2017).
Noms reconnus des éléments dont la découverte est confirmée
De l'arabe سوّاد, suwwād pour une plante riche en carbonate de sodium[17]. Le symbole découle d'un nom alternatif du sodium, natrium, dérivé de natron[45].
Du persan سنگ, sang pour pierre ou de l'allemand Zinke pour pointe[17] (qui renvoie à l'aspect d'un cristal de zinc obtenu par refroidissement du métal en fusion[57]).
Incertaine. Probablement du latin antimonium via l'arabe إثمد, iṯmid, lui-même issu du stibium ce dernier étant issu du grec στιβι, stibi pour trisulfure d'antimoine[70], le tout pouvant être issu de l'égyptien stm pour le sulfure[71]. D'autres origines moins probables ont été suggérées : du grec ἀντίμόνος (antimonos) pour contre la solitude ou du français anti et moine pour contre les moines[72],[70]. Le symbole découle du latin stibium pour trisulfure d'antimoine[70],[71].
Du suédois tung et sten respectivement pour lourd et pierre. Le symbole découle de l'allemand Wolfram, composé de Wolf pour loup et de Rahm pour saleté[17],[77].
Dérivé de la Californie, sur le modèle du dysprosium : en retenant difficile à obtenir, les découvreurs ont justifié le nom californium par le fait que l'or a été difficile à obtenir en Californie (ruée vers l'or en Californie)[א 56].
Ce tableau révèle ainsi, de manière avérée ou supposée, que : 34 noms d'éléments sont issus d'une propriété (dont 12 de couleurs) ; 30 d'un lieu terrestre ; 19 d'une roche, d'un minéral ou d'un composé chimique ; 17 d'une personne ayant existé, 11 d'un concept mythologique ; 8 d'un objet céleste. Certains noms entrent dans plusieurs catégories (yttrium par exemple) et des hypothèses multiples existent concernant l'étymologie de quelques éléments (gallium par exemple).
Anciens noms
Les noms des éléments chimiques ayant parfois évolué au fil des progrès de la science, certains ne sont plus utilisés. Ces anciens noms se répartissent en deux catégories : ceux utilisés ou proposés pour un élément connu (comme nielsbohrium[א 61] pour désigner le bohrium) et ceux associés à des découvertes erronées d'éléments (comme didyme pour désigner initialement un élément hypothétique).
Anciennes propositions de noms ou appellations d'éléments connus
Le tableau ci-dessous répertorie de manière non exhaustive d'anciennes propositions de noms ou appellations d'éléments connus. Pour les anciennes appellations des isotopes, voir Appellations historiques des isotopes.
Appellation de deux éléments dont les découvertes ne sont pas confirmées. Également utilisé un temps pour le gallium avant de s'apercevoir que les deux éléments sont identiques. La découverte du premier austrium est annoncée en 1792, celle du deuxième, identique au gallium, est annoncée en 1886 et celle du troisième en 1900.
Identifié par David Dale Owen dans un minéral qu'il nomme « thalite », la découverte de l'élément est annoncée en 1852. Initialement considéré comme un métal alcalino-terreux par son découvreur, Owen admettra que sa découverte est erronée : l'oxyde découvert est un mélange de chaux, magnésie et silice.
Élément hypothétique dont la découverte est annoncée en 1889. Son existence a été supposée par F. W. Schmidt et Gerhard Krüss dans le but de résoudre une anomalie des masses atomiques entre le nickel et le cobalt. L'existence du gnomium ne sera jamais confirmée.
Élément hypothétique identifié par William Crookes qui annonça sa découverte en 1898. Initialement nommé « monium », Crookes préfèrera ensuite « victorium ». Georges Urbain montrera que le victorium n'est pas un nouvel élément.
Élément hypothétique identifié dans la couronne solaire par association à une raie verte découverte en 1869 et initialement déterminée à 530,326 nm. Cette raie s'est finalement avérée être issue de Fe13+.
Identifié par Johann Friedrich Bahr dans un minéral de l'île de Rönsholm (initialement considéré comme de l'orthite) puis dans de la gadolinite, ce nouveau métal d'une masse volumique déterminée de 3,726 g cm−3 dont la découverte est annoncée en 1862 n'a jamais été retrouvé, Bahr reconnaissant par la suite son inexistence.
Élément dont la présence est hypothétisée en 1868 par William Huggins dans le spectre de nébuleuses du fait de l'observation de raies spectrales alors non identifiées (à 372,6 nm, 372,9 nm, 495,9 nm et 500,7 nm). Ces raies ce sont révélées être des raies interdites de l'azote et de l'oxygène, rendant caduque l'existence du nébulium.
La majorité des éléments chimiques ont pour suffixe « -ium », utilisé initialement pour les éléments métalliques. Néanmoins, quelques éléments qui ne sont pas des métaux possèdent ce suffixe, tels le sélénium et l'hélium, le premier car son découvreur l'a considéré comme un métal de par son apparence et le second car aucune de ses propriétés n'étaient connues lors de sa découverte par spectroscopie[d],[127].
L'ensemble des éléments du groupe 18, excepté par conséquent l'hélium, se termine en « -on ». Ce dernier suffixe est issu pour les quatre premiers membres le possédant dans la classification périodique (néon, argon, krypton et xénon) de la translittération d'adjectifs grecs pour les désigner[127]. Pour les deux suivants (radon et oganesson), le suffixe a été ajouté pour marquer leur appartenance au groupe 18[127],[19]. Enfin, en français, contrairement à l'anglais qui utilise le suffixe « -ine », les halogènes n'ont pas de suffixes sinon « e »[127].
Une fois qu'un élément a été nommé, un symbole d'une, deux ou trois lettres lui est attribué de telle sorte qu'il puisse facilement être identifié dans une formule chimique ou dans tout autre contexte comme le tableau périodique. La première lettre est toujours capitalisée. Le symbole est souvent une abréviation du nom de l'élément, mais parfois ils ne concordent pas quand le symbole est basé sur un mot non français (ex. : « Au » pour l'or, aurum en latin[א 94],[79] et « W » pour le tungstène, Wolfram en allemand[א 9],[137]). Le symbole de quelques éléments a été changé au cours de l'histoire, tels A puis Ar pour l'argon, Yt puis Y pour l'yttrium[138] et Az puis N pour l'azote[א 51],[6].
L'hydrogène a la particularité de posséder des isotopes qui ont un nom et un symbole en propre[6]. Ainsi l'hydrogène 2, de symbole classique 2H, s'appelle aussi (et même plus fréquemment) deutérium avec pour symbole D[139] et l'hydrogène 3, de symbole classique 3H, s'appelle aussi tritium avec pour symbole T. L'hydrogène 1, 1H, est également appelé protium[e]. Les noms et symboles de ces trois isotopes ont été proposés par Harold Clayton Urey en 1933[6]. Quelques isotopes d'autres éléments ont également eu leurs nom et symbole comme les isotopes 219, 220 et 222 du radon nommés respectivement actinon (Ac), thoron (Tn) et radon (Rn), mais ils ne sont plus utilisés aujourd'hui[140].
En 1979, durant la guerre des transfermiens[10], l'Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) publie des recommandations pour une dénomination systématique des éléments non-nommés ou non-découverts[141] en tant que marque substitutive, jusqu'à ce que la découverte de l'élément soit confirmée et qu'un nom permanent soit attribué[f],[14] (donnant par exemple unnilhexium de symbole Unh pour l'élément 106[10]). Les recommandations ont été ignorées par les groupes de recherche impliqués dans la guerre des transfermiens[10] mais sont néanmoins utilisées dans le cadre de la procédure aboutissant à un nom définitif pour un élément récemment découvert[14].
Depuis 2002, la division de chimie organique de l'UICPA est le corps officiel responsable de l'attribution des noms aux nouveaux éléments, le conseil de l'UICPA prenant la décision finale[13],[14].
Lors de découvertes (ou considérées comme telles) de multiples d'éléments, les noms adoptés étaient liés à l'usage plus qu'à l'attribution des découvertes, engendrant dans certains cas des controverses quant aux noms à retenir[16].
Le nom de l'élément 41 a été l'objet d'une controverse de par l'histoire de sa découverte. Ce dernier a ainsi initialement été connu sous l'appellation « columbium »[120], nom proposé par le découvreur Charles Hatchett en 1802[א 95],[122]. Il a ensuite été redécouvert[120] et nommé « niobium » en 1844 par Heinrich Rose[א 96] alors qu'il était suggéré erronément que le columbium était identique au tantale. Les deux noms ont été utilisés sans distinction jusqu'en 1949, année où l'Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) adopte niobium comme nom pour l'élément 41[א 97]. L'usage de columbium persiste néanmoins dans les milieux anglo-saxons reliés à la métallurgie[א 98],[120].
L'histoire complexe de la découverte de l'élément 72 a conduit à une controverse entre deux noms proposés : celtium et hafnium. En 1911 (découverte annoncée en 1907), Georges Urbain publie la découverte de l'élément 72 qu'il nomme « celtium » (d'après les Celtes)[143]. Cependant, en 1923, George de Hevesy et Dirk Coster annoncent la découverte du même élément, qu'ils nomment « hafnium ». La communauté scientifique est alors divisée avec pour exemples, la revue Nature et Niels Bohr soutenant le groupe ayant découvert le hafnium quand la revue Chemistry & Industry, Ernest Rutherford (dans un premier temps) et la presse française soutiennent la découverte du celtium. Les partisans de l'un ou l'autre des groupes ne se reposent pas uniquement sur des arguments scientifiques, les annonces des découvertes ayant été réalisées dans un contexte de nationalisme, de changements profonds dans les méthodes utilisées en chimie et de développement de la théorie atomique[א 99]. Dans un souci de neutralité, l'UICPA ne reconnaît initialement aucune des découvertes de l'élément 72, avant de considérer que les deux noms de l'élément concerné devrait être utilisés sans distinction[144]. Puis, avec le temps, le nom hafnium s'impose[א 99].
Les noms de transfermiens, notamment les éléments synthétiquesrutherfordium (numéro atomique 104) et dubnium (numéro atomique 105), ont aussi conduit à quelques débats à partir de leurs découvertes dans les années 1970, renvoyant à la controverse sur le nom des transfermiens. Celle-ci implique un groupe de recherche de Berkeley et un groupe de Doubna, revendiquant tous deux la découverte des deux éléments sus-mentionnés et par conséquent le droit de les nommer. Berkeley souhaitent donner les noms « rutherfordium » et « hahnium » quand Doubna penche pour « kourchatovium » et « nielsbohrium », respectivement pour les éléments 104 et 105. « Seaborgium » est également proposé par Berkeley pour l'élément de numéro atomique 106, engendrant des critiques de par le fait qu'il s'agirait du premier élément ayant pour éponyme une personne (Glenn Theodore Seaborg) encore vivante lors de l'attribution du nom, rejoignant ainsi la controverse. Dans les années 1990, l'UICPA crée une liste des noms reconnus des éléments 104 à 109 : les éléments 104 à 106 sont respectivement nommés « dubnium », « joliotium » et « rutherfordium ». Devant les critiques, notamment de la part des États-Unis, l'UICPA reconsidère ses choix et une nouvelle liste est publiée en 1997, soldant définitivement la controverse, les éléments 104 à 106 étant finalement nommés de manière respective « rutherfordium », « dubnium » et « seaborgium »[א 100],[145],[א 101].
↑ a et bLe panchronium a été renommé erythronium par son découvreur, Andrés Manuel del Río. Il a été un temps considéré comme du chrome par celui-ci[א 79].
↑Ne doit pas être confondu avec le noyau d'hélium ou hélion.
↑Lithion a été utilisé pour désigner l'élément de numéro atomique 3 alors que celui-ci n'avait pas encore été isolé. Il ne renvoyait donc pas à l'élément purifié[128].
↑Nommé « wolfram » à l'issue de la conférence, le nom de l'élément de numéro atomique 74 sera à nouveau changé en « tungstène » par la suite[א 9],[12].
↑Si aucun nom ou un nom unique (dans le cas d'une découverte conjointe) n'est proposé dans les six mois suivant l'invitation à partager un nom, la Division de chimie inorganique choisit un nom seule[13],[14].
↑Si la référence n'est pas mentionnée, il s'agit de Ringnes 1989.
↑Le nom « helion » a ainsi été proposé pour remplacer le nom « hélium » après la découverte de son appartenance aux gaz nobles mais jamais adopté[127].
↑Quand, dans une formule chimique ou tout autre contexte, on utilise les symboles D et T, alors H devient le symbole du protium et non plus celui de l'élément chimique hydrogène. On note par exemple HDO la formule de l'eau semi-lourde.
↑Dans ses recommandations de 2016, l'UICPA préconise également, aux côtés de la dénomination systématique, l'emploi comme marque substitutive de la forme « élément X » avec X le numéro atomique de l'élément considéré, le symbole conseillé restant celui associé au nom systématique[14].
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